JP2003517923A - 流体混合のために螺旋状に切り込まれたハニカムボディ - Google Patents

流体混合のために螺旋状に切り込まれたハニカムボディ

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Abstract

(57)【要約】 ハニカム製品（１０）は第１面から第２面まで延びる縦方向のチャンネル群（２０）を備えている。ハニカムの外周（１５）からチャンネル群の大部分を通って深さ方向に延びかつ上記第１面またはその近傍から上記第２面に向かってハニカムチャンネル軸線に沿って長さ方向に延びる螺旋状溝（５０）を切り取ることによって、ハニカムの一部分が除去されている。螺旋状溝（５０）は、ハニカムの軸線の周りを少なくとも１回巡っている。ハニカム製品（１０）は、一方の面から流入する、または双方の面から互いに逆方向に流入する一種または複数種の被処理流の熱交換、熱的混合、物理的混合、化学的ストリッピング、および化学反応に利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の背景 本発明はハニカム製品に関し、特に、ハニカムの個々のチャンネルを分割する
切溝領域を利用することによって、個々のチャンネル間の一種または複数種の被
処理流を混合して、種々の被処理流の熱的平衡、物理的混合または化学反応のた
めの場所として役立つハニカム製品に関するものである。
【０００２】 ハニカム製品は特許文献によく記載されて来た。ハニカム製品は、それらの化
学的、物理化学的、物理的、および機械的特性を利用した極めて多くの用途に用
いることができる。これらの用途は、精製、濾過、化学反応容器、フォトニック
バンドギャップ構造体、マイクロレンズアレイ、耐高温誘電体材料、さらには軽
量構造支持体のような多様な使用目的を含む。ハニカム製品は、内燃機関によっ
て走行する車両のための触媒コンバータの部品として特に有用であることが判明
している。
【０００３】 ハニカム製品は、その構造から、圧力低下が僅かで大きな表面積を備えている
。この組合わせは、ある種の用途において、特に充填床カラムを用いる場合に比
較して、有効に利用することができる。これらの場合、ハニカム製品は、単に処
理工程において不活性な特徴を示すのみでなく、むしろ被処理流と反応するチャ
ンネル壁の化学的組成を利用して、あるいは被処理流から特定の物質を吸着する
能力を利用して精力的に関与することが可能である。このような特性は、温度制
御によって、あるいは、ガラス、セラミック、金属、またはグラファイトのよう
な特定の組成物でハニカムを構成することによって、あるいはチャンネル表面お
よび壁の多孔度を調節することによって、修正することができる。ハニカムチャ
ンネルの表面に触媒物質または吸着性物質をコーティングすることによって、さ
らなる修正を達成することができる。この構成の多大な融通性と、製造がかなり
簡単であることとは、流体分別および触媒コンバータのような多様な領域でハニ
カム構造を一般的にして来た。
【０００４】 ハニカム製品に関する多くの利点と効用にも拘らず、これらの構造は、用途に
よっては、不利になる特性を有している。かかる特性の一つは、良好な多孔性を
有しているにも拘らず、隣接チャンネル内の被処理流（work stream ）間で良好
な混合が行なわれないというチャンネルの個別化である。本特許の目的に関し、
被処理流とは、化学的または物理的変化が望まれる気体または液体のような原料
流体と定義される。このハニカムの隔離されたチャンネル流は、単一の被処理流
が恒温環境下で処理されるような用途においては不利ではない。しかしながら、
他のケースでは、熱的混合も物理的混合も行なわれないことは、非効率を誘い、
最悪の場合、望ましい処理が完全な失敗に終わることになる。
【０００５】 良好な混合と熱平衡に対する要求は、チャンネル間の相互混合を可能にするハ
ニカム構造に関する設計を導いて来た。このような構造は必ず複雑になり、した
がって製造をより困難にする。このような構造を押出し成形で作成するためには
、一般に可動ダイが必要になる。可動ダイ装置を洗浄し、連続的な作業を中断す
ることなしに維持するのは極めて困難である。かかる混合用製品およびかかる製
品の製造方法の例は、米国特許第５，０３２，１５６号（Luder 外）、米国特許
第５，２４０，６６３号（Stringaro 外）、米国特許第５，９２８，５２１号（
Levec ）、米国特許第５，５２５，２９１号（St.Jurien ）、およびヨーロッパ
特許出願第０，７０５，９６２Ａ（Toyao 外）に見ることができる。
【０００６】 したがって、種々の被処理流の化学的および／または熱的混合を容易にするこ
とができる経済的な構造体を提供する必要性が存在する。また、互いに反対方向
に流れる被処理流同士を良好に混合し、かつ密接に接触させることを可能にする
構造体を提供する必要性もある。さらに、製造が容易でありながら、極めて多量
の流体を大きな圧力低下を伴うことなしに処理する能力を提供する、混合または
活性な触媒、吸着剤等のための基体として用いる構造体を開発する必要性もある
。
【０００７】発明の概要 本発明によれば、高い物質移動効率を要求される化学的処理に応用する場合に
必要な、分割流動特性および高い表面積対容積比を保存しながら、個々のチャン
ネル間の被処理流の混合を促進するハニカム製品が開発された。さらにこの製品
は、ハニカム製品製造に関する出発点としてありきたりのハニカム構造を利用す
ることができる。
【０００８】 そこで本発明は、一つの態様において、一方の端面から他方の端面まで延びる
複数の縦方向チャンネルを備えたハニカム製品を含み、このハニカム製品は、ハ
ニカムの側面から少なくとも１本の螺旋状切溝を切り込むことによって、ハニカ
ムの一部分が除去されている。上記螺旋状切溝は、ハニカムの周面から、両端面
の中心を結ぶ仮想軸線を略横切る方向にハニカム内に深さ方向に延びている。概
して、上記切溝は、ハニカムを少なくとも１周するのに十分な長さを備え、かつ
ハニカムを形成するチャンネル群の少なくとも大部分（５０％以上）を、チャン
ネル群の長さ方向に沿った１箇所または複数箇所で横切るのに十分な深さを備え
ている。切溝は、ハニカムの両端面から離れた地点を始端とする場合もあり、あ
るいはハニカム製品の第１端面から第２端面まで連続的に延びている場合もあり
、切溝がハニカム製品を１回または複数回取り巻いていてもよい。
【０００９】 ここに記載されているハニカム製品は、一方の端面から、あるいは両端面から
逆流モードで流入する一種または複数種の被処理流の熱交換、熱的混合、物理的
混合、化学分解、および化学反応を含む多くの用途に利用することができる。し
たがって本発明は、第２の態様において、かかる多くの用途のいずれかに関する
被処理流の処理方法を含む。
【００１０】 要約すると、本発明の方法は、第１端面と、第２端面と、上記第１端面と上記
第２端面との間に配置されて両端面を連結する共有のチャンネル壁によって区切
られた、両端が開放された複数のチャンネルとを備えたハニカムボディ内に先ず
被処理流を導入することを含む。上述のように、このハニカムボディは、上記第
１および第２端面の中心を結ぶ軸線に向かってチャンネル壁を通過して内方へ延
びる少なくとも１本の螺旋状切溝を備えている。この切溝は、上記ボディ内に存
在するチャンネル群の少なくとも大部分を横切るのに十分な深さを備えている。
【００１１】 上記ハニカムボディの第１端面に導入された被処理流は、上記螺旋状切溝で二
分されているチャンネル群の第１部分内に先ず案内されかつこの第１部分内を通
過する。これらチャンネル群部分内で、吸着、触媒反応、および／またはその他
の物理的または化学的処理が行なわれる。
【００１２】 その後、被処理流は螺旋状切溝内に解放され、そこで混合される。この混合は
、被処理流の熱的または化学的平衡に役立ち、あるいは単純に良好な物理的な混
合を達成することができる。
【００１３】 上記螺旋状切溝内で、程度の差はあるが、平衡、混合等の処理が行なわれた後
、被処理流は、チャンネル壁とのさらなる相互作用のために、上記切溝によって
二分されているチャンネル群の第２部分内に案内されかつこの第２部分内を通過
する。勿論この処理は、被処理流が処理済みの形でハニカムの第２端面から最終
的に放出されるまで、切溝による分割の数に応じてハニカムの長さ方向に沿って
１回または複数回反復することができる。
【００１４】発明の詳細な説明 本発明により提供されるハニカム構造体は、実質的にいかなるサイズおよび形
状のものでもよいが、一般には、円柱形または多角形形状および対応する断面形
状（例えば楕円、円、正方形、六角形等）を有する規則的な固体である。図１は
、略円形の断面断面形状を有する押出し成形されたモノリシックハニカム構造体
１０を示し、この構造体の縦方向の中心軸線６０に整列した実質的に平行なセル
軸線を有する複数のチャンネルまたはセル２０を備えている。セル２０は、構造
体１０の一端７０から他端８０まで延びている。
【００１５】 この構造体は、平滑な周壁を備え、あるいは他の手段によって囲まれた露出し
たチャンネル壁を備えることができる。図１における構造体１０の外周１５には
、構造体１０の周囲を画し、かつセル２０の壁３０と同一の材料で構成された平
滑な一体壁４０を備えている。ハニカム構造体１０のボディに対し横方向に切り
込まれた切溝５０が、外周１５を巡って螺旋状に延びている。この状態では、内
部チャンネル２０が所定の距離切断され、したがって、切溝５０によって分割さ
れている。
【００１６】 図１における溝５０のような切溝が螺旋状に形成されていることによって、本
発明のハニカム製品に混合機能が与えられており、このことは、間隔をおいて横
に切られたハニカム材料のセグメントまたはディスクの積重ね体からなる従来の
ハニカム構造において得られる被処理流の相互作用から極めて明白である。この
結果は、螺旋溝の傾斜角度によって与えられる、チャンネルの延長方向を横切る
被処理流の実質的により高い流動速度から生じる。
【００１７】 図２は、図１に示されたモノリシックハニカム構造体１０の断面図を示す。図
２において、１本のチャンネル２０の一つのセグメントが参照番号２０ａで示さ
れ、２０ａ′はチャンネル２０の２番目のセグメントを示す。必要であれば、分
割されない複数のチャンネル２０ｂを残しておいてもよい。これらは一般に中心
軸線６０の近傍に設けられ、分割されたチャンネルよりも一般に周壁４０から遠
方にある。
【００１８】 切溝５０内の領域は、分割されたチャンネル群２０ａ〜２０ａ′のすべてに関
して本質的に共通領域である。この領域内で、特定の分割されたチャンネル２０
ａから流入した被処理流（図示せず）を、他の分割されたチャンネル２０ａから
流入した被処理流と混合することができる。接触および混合の後、混合された被
処理流は分配され、かつ切溝５０の反対側で他の分割されたチャンネル２０ａ′
に案内され直される。次にこの新たに形成された被処理流は、再び混合が行なわ
れ得る次の切溝に達するまで、柱状流動態様でチャンネル部分２０ａ，２０ａ′
を通ってそれぞれの流路を延ばすことができる。図２に示されているようなハニ
カム構造体１０内部の切溝５０の深さは任意に選択され、本発明の範囲を限定す
るものではない。
【００１９】 また図２には、ハニカム構造体１０を内部に収容する随意的な閉鎖容器１００
も示されている。図２に示されているように、ハニカム製品１０の外周１５と閉
鎖容器１００の内壁１１０とが密着している場合には、被処理流の一部が切溝５
０からハニカム構造体と内壁１１０との間の環状ギャップへ洩出してハニカム構
造体をバイパスするようなことがないことを確実にするのに有効な選択となる。
【００２０】 前述のように、本発明によるハニカム構造体１０は、円または楕円または正多
角形あるいは不規則多角形の断面形状を備えることができる。ハニカムの正面の
開口面積が大きいことを要求される用途に対しては、モノリシックなハニカム製
品１０の複数を密接して束ねることを可能にするハニカム断面を選択するのが有
効であろう。正方形、三角形、および六角形が、混合用切溝を備えた密集ハニカ
ムアレイを提供することができる断面例である。図３は、この形式の密集構造を
提供するように構成された六角形断面を備えたハニカムの束を示す。
【００２１】 束ねられたハニカムアレイに関して採用し得る一つの選択は、切溝の配置およ
び個々のハニカム部品の並び方を、束ねられた構造内部で調整された相互混合レ
ベルが得られるように構成することである。すなわち、もし各ハニカムが、一つ
または複数の切溝を備えており、かつ各ハニカムの複数の側面が隣接する複数の
ハニカムの側面に密着するように構成されているならば、ハニカム間の被処理流
の相互混合を提供することができる。さらに、各ハニカム内の螺旋状切溝が隣接
するハニカム内の螺旋状切溝に開口している度合を調整することによって、ハニ
カム間の被処理流の相互混合の量を調整することができる。
【００２２】 再び図３を参照すると、各ハニカム要素１０は、その外囲を矢印５０ａの方向
に取り巻く一つまたは複数の螺旋状切溝を備えることができる。要素１０の正し
い並び方および／または切溝の含有数によって、束内の各ハニカムの一つまたは
多数の表面を横切って少なくともいくらかの相互混合を発生させることができる
。
【００２３】 ハニカム部品のすべてまたは選択された一つあるいはハニカム部品の選択され
た表面の切溝の幅を調整することによって、図３に示されたような束内の相互混
合量を調整することができる。相互混合量を調整する別の方法は、螺旋状切溝の
ピッチと位相を調整して、切溝間に調整された整合を生じさせることであり、こ
れは、各ハニカム要素上の多数の螺旋状切溝を利用して、および、多数のハニカ
ム要素上の切溝に関するねじ方向の右回りと左回りとの組合わせを利用して、ハ
ニカム部品の境界における相互混合乱流のレベルを調整することである。
【００２４】 ハニカム基体は、セラミック、プラスチック、ガラス、または金属を含む種々
の材料から作成することができる。最終的な用途に応じて、これらの成分の一つ
またはその他が選択されることが好ましい。
【００２５】 ある種の用途については、ハニカムの成分が被処理流に対して化学的に不活性
であることが望ましい。別の用途については、吸着、触媒反応、または被処理流
成分と別の相互作用を生じる活性な表面が提供される。考慮される別の設計ファ
クタは、脆弱性、熱的安定性、寸法的安定性、透明性、チャンネルの多孔度、お
よび触媒付加物を定着させる能力である。
【００２６】 ハニカム製品がセラミック材料からなる場合、有用なセラミックは、酸化物、
炭化物、窒化物、あるいは最終用途に対処するのに適した物理的または化学的特
性を備えた従来のまたは新規な組成のセラミックのうちのいずれかを含む。ハニ
カム構造体の製造に関して既知の有用なセラミックの特定例は、コーディエライ
ト、ガンマアルミナ、およびムライトである。ハニカム製品がガラスからなる場
合には、溶融シリカ、硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、硼・アルミノ珪酸ガ
ラス、および妥当な熱的および化学的安定性を備えたその他のガラスが一般に選
択される。
【００２７】 特殊な用途には金属製ハニカムも使用可能であり、その場合には、銅、亜鉛、
ニッケル、アルミニウム、鋼、銀、金、白金、およびハステロイ（登録商標）の
ような工業上重要な合金を含む広範な種類の金属を使用することができる。同様
に、樹脂またはプラスチックで形成されたハニカムを用いることができ、これら
は、ポリエチレンの高密度ホモポリマーまたはコポリマー（例えば超高分子量ポ
リエチレン）、テフロン（登録商標）ポリマーのような化学的に不活性なフルオ
ロカーボン・ポリマー、およびホルムアルデヒド・フェノールのような耐高温プ
ラスチック（ベークライト（登録商標）プラスチック）を選択することができる
。
【００２８】 前述のように、ハニカム１０は、いかなる既知の方法でも作成することができ
るが、一般には押出し成形が好ましい方法である。本発明のための出発点として
利用することができる有用な製造方法およびハニカム構造体は、すべてが引例と
して本明細書に組み入れられる米国特許第３，１１２，１８４号（Hollenbach
）、米国特許第３，７９０，６５４号（Bagley）および米国特許第３，８８５，
９７７号（Lachman 外）に記載されているように作成することができる。これら
のモリシック構造は、上記特許明細書中に記載されている既知の方法によって押
出し成形されて、単一工程で製造されたモノリシックハニカムを形成する。
【００２９】 もしガラスまたはセラミック材料が用いられるとすると、押出し成形された生
の材料を焼成する必要がある。ガラスの場合、最終的なガラス材料を再延伸して
、各チャンネルが小さい断面を有する、より細長いハニカム製品を作ることがで
きる。
【００３０】 本発明は、複数のチャンネルを取り囲む一体の周壁またはケースまたは外皮を
備えたハニカム製品に限定されるものではない。周囲チャンネルを備えたハニカ
ムを内部に配置することができるいかなる閉鎖容器も、周囲のチャンネル構造に
よって運ばれる流体を閉じ込めて、これらの周囲チャンネル内を通すように動作
させることが可能である。
【００３１】 チャンネルの断面形状および寸法は、本発明の範囲内でかなり変更することが
できる。１平方インチ（６．４５ｃｍ２ ）当り２０セルと９００セルの間の一
般的な値が有効である。個々のチャンネル２０の断面形状は、製品１０の有用性
に対し必然的なものではない。典型的には正多角形が採用され、正方形、長方形
、三角形、六角形がもっとも一般的である。
【００３２】 チャンネル２０は直線的でも湾曲していてもよく、チャンネルが互いに規則的
に延びていても不規則に延びていてもよく、チャンネル壁の厚さは一定であって
もなくてもよく、種々の形が混合されたチャンネルの断面形状であってもよく、
これらはすべて本発明の範囲内である。例えば、米国特許第５，６３３，０６６
号には、チャンネル自体がハニカムを貫通する螺旋状通路を形成している有用な
出発構造体が記載されている。一般に押出し成形によって作成されるセラミック
ハニカム出発構造体には、厚さが約０．００１ないし０．０２０インチ（０．０
２５ないし０．５ｍｍ）の範囲内のチャンネル壁が見られる。
【００３３】 選択されたハニカム出発構造体には機械的または非接触工法を用いて切溝を切
り込むことができる。図１を参照すると、ハニカム１０をその主軸線６０の周り
で回転可能に支持し、かつ長さ方向を横切る方向に移動するドリルまたは研削ロ
ッドを接触させながらハニカムを回転させることによる研削工法が用いられて切
溝５０が形成される。この研削工法において、カッターは先ずハニカム１０の外
周１５に接触するように位置決めされ、かつ所定の深さだけ進入することが許容
される。次にハニカムが一定速度で回転されながらカッターがハニカム１０の主
軸線６０に沿って一定速度で移動して、螺旋状切溝５０のピッチが規定される。
【００３４】 切溝は、粉末で形成されたセラミックハニカムが生の（未焼成）状態のうちに
切り込まれるのが最も容易であるが、ハニカムを焼成してバインダ成分を除去し
、かつ粉末成分を最終的な密度および強度に焼結または反応焼結させた後に形成
することもできる。後者の方法の一つの利点は、焼成時の切溝の歪みを回避でき
ることである。
【００３５】 ハニカムに溝を切り込んで形成した切溝５０は、通常はハニカムの主軸線６０
に直交しているが、目的によっては、直交から離れた変更も有用である。切溝５
０の非接触形成方法では、高出力レーザーおよび液体ジェットカッターを用いる
ことを含み、後者は生のハニカムボディに対して最も有効である。
【００３６】 切溝５０の幅ｔは、チャンネルセグメント間の被処理流の混合領域のパラメー
タの一つを規定する。理想的な幅は被処理流に左右されるが、大部分の用途に関
しては、１／１６インチないし１／２インチ（１．６ｍｍないし１２．７ｍｍ）
の範囲が有効である。
【００３７】 図２を参照すると、もしハニカム製品１０の形状が円柱である場合、半径方向
内方に延びる横方向の溝の深さｄが、円柱の半径の約３０％であれば、ハニカム
１０内のチャンネル２０の５０％とを横切る。同様に、半径距離の５０％の横方
向切込みはチャンネル２０の７５％を切断する。
【００３８】 １００％以上の横方向切込みは、チャンネル２０のすべてを切断する。このよ
うな切込みは、長手方向および半径方向の力に対するハニカム１０の構造的完全
性を或る程度低下させはするが、支持体の支持または取付けによる中心支持構造
または周辺支持構造を採用すれば、出来上がった構造体に対し、必要な強度また
は剛性を付与することができる。いずれの場合においても、単一の溝付き構造に
関しては、セルの７５〜９５％を切溝が横切ることが好ましい。残りのセル構造
は、残りの切断されていないチャンネルを流れる被処理流が別の用途に用いられ
るか否かに応じて、塞いだり塞がなかったりすればよい。
【００３９】 本発明においては、不連続の切溝を用いることができるが、切溝５０が、第１
面７０から第２面８０まで本質的に遮断されずに延びていることが、製造の容易
さと混合の効率との双方から好ましい。
【００４０】 いずれの場合においても、個々のハニカムの構成、螺旋溝の深さ、幅、ピッチ
、および本数のいずれについても、特定の反応または他の要求される処理条件を
支えるのに必要な、チャンネル流と螺旋状混合との間の精密なバランスを達成す
るために、特定のハニカムのセル密度、サイズ、形状、および壁厚からなる構造
パラメータに関して調整することができる。このことは特に有用であり、という
のは、被処理流に化学変化を生じさせる処理が、被処理流についての化学変化、
例えば汚染物質の除去、酸塩基の中和、イオン交換、酸化還元反応等のような化
学反応、および熱平衡のような物理的変化、相変化、ならびに複雑な混合／化学
的平衡処理によって異なるからである。
【００４１】 本発明によって提供されるハニカム製品を用いると、他の処理媒体では得られ
ない多くの異なる処理の選択が可能になる。最も簡単な実施の形態においては、
処理は、ハニカム製品１０の一端７０に被処理流を導入し、所望の化学的または
物理的処理をおこなった後、他端８０から被処理流を抽出することを単純に含む
。あるいは、２種類の被処理流が同じ端面７０を通じてハニカム１０に流入する
が、初めのうちは２種類の被処理流が互いに隔離されているように、異なるチャ
ンネルを通過する。次に、被処理流は、必要であれば本質的に均質かつ平衡化が
可能な状態で他端８０から流出する。
【００４２】 さらに他の処理の変形においては、一方の被処理流が第１端面７０におけるセ
ル開口を通じてハニカム製品１０内に流入し、他方の被処理流が第２端面８０に
おけるセル開口を通じてハニカム製品１０内に流入する。両被処理流は逆流状態
でハニカム製品１０を流れ、ハニカムの切溝領域で激しい相互作用が発生する。
生成物は両端７０および８０のセル開口を通じてそれぞれ抽出される。この実施
の形態は、特に、一方の被処理流が液体で、他方の被処理流が気体であるときの
化学的ストリッピングおよび熱平衡を含む処理に関して考慮される。
【００４３】 ハニカム製品またはハニカム束を適当な閉鎖容器または管内に収容して、被処
理流がハニカム構造体を通るように案内し、かつ望ましくない流体バイパスを防
止することが望ましいが、容器の構造または組成は重要ではない。さらに、被処
理流の効率的なハニカム構造体への配送またはハニカム構造体からの収集のため
に、被処理流を案内しまたは分配する多岐管装置またはその他の付属装置を構成
して、特定の反応またはハニカム構造に適した特定の被処理流分配を行なうこと
ができる。
【００４４】 本発明により提供されるハニカム製品の代表的な一例は、約４インチ（約１０
ｃｍ）の直径と、約１４インチ（約３６ｃｍ）の長さと、本質的にコーディエラ
イトからなる組成とを有する切溝付きの正確な円柱状ハニカム製品の製造法を含
む。このハニカム製品のチャンネル構造の特徴は、ハニカム断面の１平方インチ
（６．４５ｃｍ２ ）当り約４００個の正方形チャンネルが存在するセル密度と
、約０．００４インチ（０．１ｍｍ）のチャンネル壁の厚さを有することである
。
【００４５】 このハニカム製品を作成するには、水とともにコーディエライト組成物を生じ
る成分比のアルミナ、カオリンおよびタルクと、メチルセルロースバインダ／可
塑剤とからなる可塑化された粉末バッチをハニカムダイを通して押し出して、所
望の寸法の円柱状ハニカムブランクを形成し、乾燥させる。次にこの乾燥したハ
ニカムブランクをドリルプレスのベッドに位置決めし、ドリルを用いてハニカム
の側面に１本の螺旋溝を切り込む。
【００４６】 このようにして形成された切溝は、ハニカムの外周から円柱の中心軸線に向か
って中心軸線に対し直交する方向に計測した半径方向の深さが約１．５インチ（
３．８ｃｍ）である。切溝は、約０．２５インチ（６．３５ｍｍ）の幅を有し、
かつハニカムの長さ全体に亘ってハニカムの軸線の周りを１２回巡るピッチをも
って、一方の端面から他方の端面まで延びている。
【００４７】 このようにして機械加工されたハニカムを、アルミナ・クレイ・タルク混合物
がコーディエライトに転化されるのに十分な温度と時間をもって焼成し、次に検
査のために室温まで冷す。この製品は、チャンネル群の略９５％がその長さ方向
に沿って螺旋溝と１２回交差していながら、比較的堅く強靭である。このハニカ
ムのチャンネルと切溝との交差部を横切る液状被処理流の効果的な混合には二つ
の要因が寄与している。第１に、切溝によって形成された混合室が、ハニカム構
造体に設けられた各ハニカムチャンネルの長さの約２０％を占めることである。
第２に、切溝の螺旋構造が、各混合室の入口地点においてチャンネルから混合室
に流入する流体の流動方向を横切る流体流に高い速度成分を与えることである。
【００４８】 以上、本発明の好ましい実施の形態について図示し記述し、かつ数々の代替物
および修正品について示唆を行なったが、添付の特許請求の範囲は、本発明の真
の精神と範囲内で、全ての実施の形態および修正品をカバーすることを意図する
ものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を実施したハニカム構造体の斜視図
【図２】 図１の構造体の２−２線に沿った断面図
【図３】 本発明による大きな前面開口面積を有する通流構造体を形成するハニカム部品
の密集束の断面図
【符号の説明】
１０ ハニカム構造体（ハニカム製品） １５ 外周 ２０ チャンネル（セル） ３０ セル壁 ４０ 周壁 ５０ 切溝 ６０ 中心軸線 ７０ 第１端面 ８０ 第２端面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＥ，ＡＧ，Ａ Ｌ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｄ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１端面と、第２端面と、前記第１端面と前記第２端面との
    間に配置されて両端面を連結する共有のチャンネル壁によって区切られた、両端
    が開放された複数のチャンネルとを備えた一体型ハニカムボディであって、 少なくとも１本の螺旋状切溝が、前記ボディを取り巻きかつ前記第１端面およ
    び前記第２端面の中心を結ぶ軸線に向かって該軸線を横切る方向に前記チャンネ
    ル壁を通過して内方へ延び、該切溝が、前記ボディ内に存在するチャンネル群の
    少なくとも大部分を横切るのに十分な長さと深さとを備えていることを特徴とす
    る一体型ハニカムボディ。
  2. 【請求項２】 前記チャンネル群は互いに実質的に平行であり、前記切溝は
    前記チャンネル群と直交する方向に内方へ延びていることを特徴とする請求項１
    記載の一体型ハニカムボディ。
  3. 【請求項３】 前記チャンネル群は前記第１端面から前記第２端面まで略螺
    旋状の道をたどることを特徴とする請求項１記載の一体型ハニカムボディ。
  4. 【請求項４】 前記螺旋状切溝は、前記第１端面から前記第２端面まで縦方
    向に連続的に延びていることを特徴とする請求項１記載の一体型ハニカムボディ
    。
  5. 【請求項５】 前記螺旋状切溝は、前記第１および前記第２端面から離れた
    地点で始まりかつ終ることを特徴とする請求項１記載の一体型ハニカムボディ。
  6. 【請求項６】 １本の切溝が、前記チャンネル群の５０％以上でかつ１００
    ％までを横切っていることを特徴とする請求項１記載の一体型ハニカムボディ。
  7. 【請求項７】 前記横方向の螺旋状切溝が前記ボディを少なくとも一周して
    いることを特徴とする請求項１記載の一体型ハニカムボディ。
  8. 【請求項８】 前記ハニカムボディがガラスまたはセラミックで形成されて
    いることを特徴とする請求項１記載の一体型ハニカムボディ。
  9. 【請求項９】 前記ハニカムボディがプラスチックで形成されていることを
    特徴とする請求項１記載の一体型ハニカムボディ。
  10. 【請求項１０】 前記ハニカムボディが金属で形成されていることを特徴と
    する請求項１記載の一体型ハニカムボディ。
  11. 【請求項１１】 被処理流の処理方法であって、 第１端面と、第２端面と、前記第１端面と前記第２端面との間に配置されて両
    端面を連結する共有のチャンネル壁によって区切られた、両端が開放された複数
    のチャンネルとを備え、少なくとも１本の螺旋状切溝が前記ボディを取り巻きか
    つ前記第１端面および前記第２端面の中心を結ぶ軸線に向かって該軸線を横切る
    方向に前記チャンネル壁を通過して内方へ延び、前記ボディ内に存在するチャン
    ネル群の少なくとも大部分を前記切溝が横切るように構成されたハニカムボディ
    内に前記被処理流を導入し、 前記螺旋状切溝によって横切られている前記チャンネル群の第１部分内に前記
    被処理流を案内しかつ該第１部分内を通過させ、 前記被処理流を前記螺旋状切溝内で混合し、 前記螺旋状切溝によって横切られている前記チャンネル群の第２部分内に前記
    被処理流を案内しかつ該第２部分内を通過させることを特徴とする被処理流の処
    理方法。
  12. 【請求項１２】 前記被処理流の混合が、該被処理流の熱的平衡をもたらす
    ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記被処理流の混合が、該被処理流の化学的平衡をもたら
    すことを特徴とする請求項１１記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記被処理流の混合が、該被処理流の物理的均質化をもた
    らすことを特徴とする請求項１１記載の方法。
  15. 【請求項１５】 第１および第２被処理流が前記ハニカムボディの前記第１
    および第２端面に導入されることを特徴とする請求項１１記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記第１被処理流が気体であり、前記第２被処理流が液体
    であることを特徴とする請求項１５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記ハニカムボディが、該ボディを流れる前記被処理流を
    加熱または冷却する手段を提供する閉鎖容器内に配置されていることを特徴とす
    る請求項１１記載の方法。
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